本實用新型涉及車輛工程技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種麥克納姆電動輪以及具有該麥克納姆電動輪的全方位移動平臺。

背景技術(shù)：

麥克納姆輪(Mecanum Wheel)是一種全方位移動車輪，于1973年，由瑞士實用新型家Bengt Iion實用新型。該輪的特點是在傳統(tǒng)車輪的基礎(chǔ)上，在車輪外環(huán)上沿與車輪軸線成45°方向安裝若干可自由旋轉(zhuǎn)的輥子，這樣，車輪旋轉(zhuǎn)時成45°排列的自由輥子與地面接觸時，地面會給予車輪與轉(zhuǎn)軸呈夾角45°的摩擦力，該摩擦力可分為X分量與Y分量，通過車輪的正反轉(zhuǎn)或停止?fàn)顟B(tài)來改變XY分量力的方向，從而實現(xiàn)平臺前進、橫移、斜行、原地旋轉(zhuǎn)等其他運動方式。麥克納姆輪應(yīng)用領(lǐng)域涉及全方位移動的叉車、搬運車、輪椅以及移動機器人等，具有麥克納姆輪的叉車、搬運車、輪椅以及移動機器人非常適合運轉(zhuǎn)空間有限、作業(yè)通道狹窄的環(huán)境，在提高空間利用率和降低人力成本方面具有明顯的效果。

現(xiàn)有的麥克納姆輪存在以下兩種結(jié)構(gòu)形式：第一，采用電機偏置，通過皮帶輪或齒輪傳動等減速機構(gòu)帶動麥克納姆輪轉(zhuǎn)動。該結(jié)構(gòu)部件數(shù)量多，占用安裝空間大，增加車體結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和整體設(shè)計難度，電機的安裝位置受車輛結(jié)構(gòu)影響較大，驅(qū)動系統(tǒng)效率較低，正反轉(zhuǎn)切換時易出現(xiàn)頓挫，導(dǎo)致部件易損，可靠性差；第二，電機與減速器集成化結(jié)構(gòu)，在麥克納姆輪本體上設(shè)置內(nèi)齒圈，電機轉(zhuǎn)子通過齒輪嚙合實現(xiàn)連接傳動。在該種結(jié)構(gòu)中，電機尺寸受到車輪大小即輪轂尺寸的限制，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，輪內(nèi)裝配精度要求高，不易維護更換，而且，齒輪傳動系統(tǒng)潤滑要求高，因此，綜合成本較高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

綜上所述，本實用新型的目的在于提供一種麥克納姆電動輪，旨在解決現(xiàn)有的麥克納姆輪整體機構(gòu)復(fù)雜、輪內(nèi)裝配精度要求高的問題。

本實用新型是這樣實現(xiàn)的，麥克納姆電動輪，包括轉(zhuǎn)動機構(gòu)以及多個麥克納姆組件，所述轉(zhuǎn)動機構(gòu)包括定子部以及與所述定子部相對設(shè)置且可相對所述定子部同軸轉(zhuǎn)動的動子部，各所述麥克納姆組件以所述動子部的轉(zhuǎn)動軸線為中心等間距呈周向圍設(shè)于所述動子部的外側(cè)壁，各所述麥克納姆組件固定連接于所述動子部，并隨所述動子部轉(zhuǎn)動。

進一步地，所述定子部包括呈中空柱套結(jié)構(gòu)的定子支架、蓋設(shè)于所述定子支架一端部的定子端蓋以及套設(shè)于所述定子支架上的定子繞組，所述動子部包括動子殼體、垂直設(shè)于所述動子殼體底部中心處且穿設(shè)于所述定子支架的轉(zhuǎn)動軸以及多個設(shè)于所述動子殼體側(cè)壁內(nèi)且與所述定子繞組相對應(yīng)的磁性件，所述定子蓋體和所述動子殼體相對設(shè)置，并圍合形成容置空間，所述轉(zhuǎn)動軸與所述定子支架之間設(shè)有若干軸承；

或者，所述定子部包括呈中空柱套結(jié)構(gòu)的定子支架、蓋設(shè)于所述定子支架一端部的定子端蓋、垂直設(shè)于所述定子端蓋中心處且伸出于所述定子支架的固定軸以及套設(shè)于所述定子支架外的定子繞組，所述動子部包括套設(shè)于所述定子支架內(nèi)的動子支架、蓋設(shè)于所述動子支架一端部的動子殼體以及設(shè)于所述動子殼體側(cè)壁內(nèi)且與所述定子繞組相對應(yīng)的磁性件，所述定子端蓋與所述動子殼體相對設(shè)置，并圍合形成容置空間，所述固定軸穿過所述動子支架且伸出至外部，所述固定軸與所述動子支架之間設(shè)有若干軸承。

進一步地，所述轉(zhuǎn)動軸的伸出端設(shè)有鍵槽。

進一步地，所述定子端蓋一體成型于所述定子支架的一端部，所述定子端蓋上開設(shè)有若干固定孔。

具體地，所述磁性件為一磁鋼，各所述磁鋼以轉(zhuǎn)動軸為中心等間距分布于所述動子部的側(cè)壁內(nèi)，并與所述定子繞組對應(yīng)。

進一步地，所述麥克納姆組件包括固定連接于所述動子殼體側(cè)壁外側(cè)的支撐件以及樞接于所述支撐件且可相對所述支撐件轉(zhuǎn)動的輥子。

具體地，所述支撐件為一立設(shè)于所述動子殼體側(cè)壁外側(cè)的安裝直板，所述安裝直板上開設(shè)有用于樞接所述輥子的樞接孔；

或者，所述支撐件為一立設(shè)于所述動子殼體側(cè)壁外側(cè)的U型支架，所述U型支架的兩豎直端對稱開設(shè)有用于樞接所述輥子的樞接孔。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型提供的麥克納姆電動輪，轉(zhuǎn)動機構(gòu)包括相對設(shè)置的定子部和動子部，并且，動子部能夠相對定子同軸轉(zhuǎn)動，各麥克納姆組件以動子部的轉(zhuǎn)動軸為中心等間距呈周向圍設(shè)于動子部的側(cè)壁外，這樣，各麥克納姆組件則繞動子部并隨動子部一起轉(zhuǎn)動，因此，該麥克納姆電動輪整體結(jié)構(gòu)簡單，并利用轉(zhuǎn)動機構(gòu)取代傳統(tǒng)的輪轂結(jié)構(gòu)，減少了整個電動輪部件數(shù)量，并且，定子部和動子部所要求的配合精度低，更適合于生產(chǎn)加工。

本實用新型還提供一種全方位移動平臺，包括平臺本體以及設(shè)于所述平臺本體內(nèi)的控制系統(tǒng)，還包括多個上述所述的麥克納姆電動輪，各麥克納姆電動輪的定子端蓋固定連接于平臺本體上，各所述麥克納姆電動輪的定子繞組電連接于所述控制系統(tǒng)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，在上述麥克納姆電動輪的基礎(chǔ)上，該全方位移動平臺可前進、橫移、斜行、原地旋轉(zhuǎn)等多種運動方式，適合于運轉(zhuǎn)空間有限、作業(yè)通道狹窄的環(huán)境中運行，同時，整體控制高效。

附圖說明

圖1是本實用新型實施一例提供的麥克納姆電動輪的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實用新型實施一例提供的麥克納姆電動輪的爆炸圖；

圖3是本實用新型實施一例提供的麥克納姆電動輪的主視圖；

圖4是圖3中A-A處的剖面圖；

圖5是圖4中C處的放大圖；

圖6是本實用新型實施二例提供的麥克納姆電動輪的爆炸圖；

圖7是本實用新型實施二例提供的麥克納姆電動輪的主視圖；

圖8是圖7中B-B處的剖視圖。

具體實施方式

為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。

需要說明的是，當(dāng)元件被稱為“固定于”或“設(shè)置于”另一個元件上時，它可以直接在另一個元件上或者間接在另一個元件上。當(dāng)一個元件被稱為是“連接”另一個元件，它可以是直接連接另一個元件或者間接連接至該另一個元件上。

還需要說明的是，本實施例中的左、右、上、下、頂、底等方位用語，僅是互為相對概念或是以產(chǎn)品的正常使用狀態(tài)為參考的，而不應(yīng)該認為是具有限制性的。

以下結(jié)合具體實施例對本實用新型的實現(xiàn)進行詳細的描述。

本實用新型實施例提供的麥克納姆電動輪，包括轉(zhuǎn)動機構(gòu)以及多個麥克納姆組件，轉(zhuǎn)動機構(gòu)包括相對設(shè)置的定子部和動子部，動子部可相對定子部同軸轉(zhuǎn)動，各麥克納姆組件以動子部的轉(zhuǎn)動軸線為中心等間距呈周向圍設(shè)于動子部的側(cè)壁外，各麥克納姆組件固定連接于動子部，并隨動子部一起轉(zhuǎn)動。

本實用新型實施例提供的麥克納姆電動輪，轉(zhuǎn)動機構(gòu)包括相對設(shè)置的定子部和動子部，并且，動子部能夠相對定子同軸轉(zhuǎn)動，各麥克納姆組件以動子部的轉(zhuǎn)動軸為中心等間距呈周向圍設(shè)于動子部的側(cè)壁外，這樣，各麥克納姆組件則繞動子部并隨動子部一起轉(zhuǎn)動，因此，該麥克納姆電動輪整體結(jié)構(gòu)簡單，并利用轉(zhuǎn)動機構(gòu)取代傳統(tǒng)的輪轂結(jié)構(gòu)，減少了整個電動輪部件數(shù)量，并且，定子部和動子部所要求的配合精度低，更適合于生產(chǎn)加工。

實施例一

請參考圖1至圖3，本實用新型實施例提供的麥克納姆電動輪01，包括轉(zhuǎn)動機構(gòu)1以及多個麥克納姆組件2，轉(zhuǎn)動機構(gòu)1包括相對設(shè)置的定子部11和動子部12，動子部12可相對定子部11同軸轉(zhuǎn)動，各麥克納姆組件2以動子部12的轉(zhuǎn)動軸線為中心等間距呈周向圍設(shè)于動子部12的側(cè)壁外，各麥克納姆組件2固定連接于動子部12，并隨動子部12一起轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)動機構(gòu)1包括相對設(shè)置的定子部11和動子部12，并且，動子部12能夠相對定子同軸轉(zhuǎn)動，各麥克納姆組件2以動子部12的轉(zhuǎn)動軸為中心等間距呈周向圍設(shè)于動子部12的側(cè)壁外，這樣，各麥克納姆組件2則繞動子部12并隨動子部12一起轉(zhuǎn)動，因此，該麥克納姆電動輪01整體結(jié)構(gòu)簡單，并利用轉(zhuǎn)動機構(gòu)1取代傳統(tǒng)的輪轂結(jié)構(gòu)，減少了整個電動輪部件數(shù)量，并且，定子部11和動子部12所要求的配合精度低，更適合于生產(chǎn)加工。

請參考圖2、圖4和圖5，在本實施例中，定子部11包括定子支架111、蓋設(shè)于定子支架111一端部的定子端蓋112以及定子繞組113，其中，定子支架111呈中空柱套結(jié)構(gòu)，定子繞組113套設(shè)于中空柱套結(jié)構(gòu)的定子支架111上，動子部12包括與定子端蓋112相對設(shè)置的動子殼體121、垂直設(shè)于動子殼體121底部中心處且穿設(shè)于定子支架111的轉(zhuǎn)動軸122以及多個磁性件123，定子端蓋112與動子殼體121相對設(shè)置，并圍合形成容置空間，在轉(zhuǎn)動軸122與定子支架111之間設(shè)有若干軸承13。動子部12相對定子部11同軸轉(zhuǎn)動的工作原理如下：通電后的定子繞組113產(chǎn)生磁場，根據(jù)電磁感應(yīng)原理，各磁性件123在磁場內(nèi)運動并帶動動子殼體121，動子殼體121以定子支架111為轉(zhuǎn)動中心轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動軸122則通過軸承13與定子支架111裝配連接，即轉(zhuǎn)動軸122套設(shè)于軸承13的內(nèi)圈，定子支架111套設(shè)于軸承13的外圈，整體結(jié)構(gòu)簡單，轉(zhuǎn)動軸122與軸承13的裝配精度要求和軸承13與定子支架111的裝配精度要求低。

進一步地，圖中未示，轉(zhuǎn)動軸122的伸出端上設(shè)有鍵槽。當(dāng)麥克納姆電動輪01連接于移動平臺或車體時，該鍵槽可與移動平臺內(nèi)或車體內(nèi)的制動機構(gòu)相 配合，從而實現(xiàn)制動麥克納姆電動輪01的動子部12。

進一步地，請參考圖4，定子端蓋112一體成型于定子支架111的一端部，定子端蓋112上開設(shè)有若干固定孔11a。這里，固定孔11a與移動平臺或車體的對應(yīng)的安裝部相對應(yīng)，從而實現(xiàn)將定子端蓋112固定連接于移動平臺或車體上。當(dāng)然，定子端蓋112也可通過焊接或螺紋固定等其他連接方式固定連接與定子支架111。

具體地，請參考圖4和圖5，磁性件123為一磁鋼，各磁鋼以轉(zhuǎn)動軸122為中心等間距分布于動子殼體12的側(cè)壁內(nèi)，并與定子繞組113相對應(yīng)。這里，磁鋼的數(shù)量根據(jù)具體實際情況而定，通電后的定子繞組113產(chǎn)生與磁鋼相互作用的磁場，從而驅(qū)動動子殼體121以定子支架111為轉(zhuǎn)動中心旋轉(zhuǎn)。

進一步地，請參考圖4，麥克納姆組件2包括固定連接于動子殼體121側(cè)壁外側(cè)的支撐件21以及樞接于支撐件21的輥子22。優(yōu)選地，支撐件21一體成型于動子殼體121的側(cè)壁外側(cè)，當(dāng)然，根據(jù)具體實際需求，支撐件21也通過焊接、鉚接以及螺紋緊固等連接方式固定于動子殼體121外側(cè)，這樣，樞接于支撐件21上的輥子22隨動子殼體121做圓周運動，同時，輥子22又可相對支撐件21發(fā)生自轉(zhuǎn)，輥子22的軸線與動子殼體121的轉(zhuǎn)動軸線122線呈45°夾角，當(dāng)自由轉(zhuǎn)動的輥子22與地面接觸時，地面會給予麥克納姆電動輪01呈夾角45°的摩擦力，該摩擦力可分為X分量與Y分量，通過麥克納姆電動輪01的正反轉(zhuǎn)或停止?fàn)顟B(tài)來改變XY分量力的方向，從而實現(xiàn)平臺前進、橫移、斜行、原地旋轉(zhuǎn)等其他運動方式。

具體地，請參考圖4，在本實施例中，支撐件21為一立設(shè)于動子殼體121側(cè)壁外側(cè)的安裝直板，安裝直板上開設(shè)有用于樞接輥子22的樞接孔(圖中未示)。這樣，輥子22穿設(shè)于樞接孔內(nèi)，并可相對安裝直板自由轉(zhuǎn)動。

或者，圖中未示，在本實施例中，支撐件21為一立設(shè)于動子殼體121側(cè)壁外側(cè)的U型支架，U型支架的兩豎直端對稱開設(shè)有用于樞接輥子22的樞接孔(圖中未示)。這樣，輥子22的兩端分別樞接于兩對稱設(shè)置的樞接孔內(nèi)，同樣 地，可相對U型支架自由轉(zhuǎn)動。

實施例二

請參考圖6和圖7，本實用新型實施例提供的麥克納姆電動輪01，包括轉(zhuǎn)動機構(gòu)1以及多個麥克納姆組件2，轉(zhuǎn)動機構(gòu)1包括相對設(shè)置的定子部11和動子部12，動子部12可相對定子部11同軸轉(zhuǎn)動，各麥克納姆組件2以動子部12的轉(zhuǎn)動軸線為中心等間距呈周向圍設(shè)于動子部12的側(cè)壁外，各麥克納姆組件2固定連接于動子部12，并隨動子部12一起轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)動機構(gòu)1包括相對設(shè)置的定子部11和動子部12，并且，動子部12能夠相對定子同軸轉(zhuǎn)動，各麥克納姆組件2以動子部12的轉(zhuǎn)動軸為中心等間距呈周向圍設(shè)于動子部12的側(cè)壁外，這樣，各麥克納姆組件2則繞動子部12并隨動子部12一起轉(zhuǎn)動，因此，該麥克納姆電動輪01整體結(jié)構(gòu)簡單，并利用轉(zhuǎn)動機構(gòu)1取代傳統(tǒng)的輪轂結(jié)構(gòu)，減少了整個電動輪部件數(shù)量，并且，定子部11和動子部12所要求的配合精度低，更適合于生產(chǎn)加工。

請參考圖8，與上述實施例不同的是，定子部11包括呈中空柱套結(jié)構(gòu)的定子支架111、蓋設(shè)于定子支架111一端部的定子端蓋112、垂直設(shè)于定子端蓋112中心處的固定軸114以及套設(shè)于定子支架111外的定子繞組113，動子部12包括套設(shè)于定子支架111內(nèi)的動子支架124、蓋設(shè)于動子支架124一端部的動子殼體121以及設(shè)于動子殼體121側(cè)壁內(nèi)的磁性件123，定子端蓋112與動子殼體121相對設(shè)置，并圍合形成容置空間，固定軸114穿過動子支架124且伸出至外部，固定軸114與動子支架124之間設(shè)有若干軸承13。動子部12相對定子部11同軸轉(zhuǎn)動的工作原理如下：通電定子繞組113后產(chǎn)生磁場，根據(jù)電磁感應(yīng)原理，各磁性件123在磁場內(nèi)運動并帶動動子殼體121，動子殼體121以固定軸114為轉(zhuǎn)動中心轉(zhuǎn)動，同時，固定軸114通過軸承13與動子支架124裝配連接，即固定軸114套設(shè)于軸承13的內(nèi)圈，動子支架124套設(shè)于軸承13的外圈，整體結(jié)構(gòu)簡單，固定軸114與軸承13的裝配精度要求和軸承13與動子支架124的裝配精度要求低。

本實施例中未說明部分與實施例一相同，此處不作贅述。

本實用新型實施例還提供一種全方位移動平臺，包括平臺本體以及控制系統(tǒng)，還包括多個如上述的麥克納姆電動輪01，各麥克納姆電動輪01的定子端蓋112固定連接于平臺本體上，各麥克納姆電動輪01的定子繞組113電連接于控制系統(tǒng)。

本實用新型實施例提供的全方位移動平臺，在上述麥克納姆電動輪01的基礎(chǔ)上，該全方位移動平臺可前進、橫移、斜行、原地旋轉(zhuǎn)等多種運動方式，適合于運轉(zhuǎn)空間有限、作業(yè)通道狹窄的環(huán)境中運行，同時，整體控制高效。

以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。